ICT が拓くスマートエネルギーソリューション特集 一般需要家様向けソリューション “電気をためて、賢く使う”を実現する 小型蓄電システム 畠山 健一 佐藤 隆 野口 雅行 木村 英和 要 旨 NEC は、リチウムイオン電池を搭載した家庭・法人向け小型蓄電システムとして、15 年の保証や、一体型構造の採 用による施工時間の短縮を実現した7.8kWh モデルを商品化しました。蓄電容量は、従来機種の利用データの解析 結果を基に、家庭での利用に適した7.8kWhとし、通常運転時の定格出力を3.0kWとしました。夜間の割安な電 力や太陽光発電による余剰電力をためて昼間利用することで、更なる節電・節約と快適な生活が可能となります。ま た、停電時においてもさまざまな家電機器の稼働が可能です。 Keyｗords リチウムイオン電池／蓄電システム／太陽光発電／クラウド／見守りサポート きます。小型蓄電システムの特長は次のとおりです。 1. はじめに (1) リモートによる安心サポート 太陽光発電などの再生可能エネルギーの爆発的な普及 電力の使用状況や太陽光発電システムの発電状況な とともに、エネルギーを“ためられる”蓄電システムが社 ど、エネルギーの活用データを、インターネット経由 会全体に広がることが期待されています。NEC は、長年 で NEC が収集・管理します。蓄電システムの状況を にわたるリチウムイオン電池の開発実績と車載品質の信 24 時間 365日、常に見守ります。 頼性、安全性の高さや量産技術を生かし、電力系統向け 更に、将来的には家庭内の電力消費パターンの変化や や工場、ビル、家庭など、あらゆる需要に対応する蓄電シ 電気料金制度などが変更になった場合でも、ネット ステムを提供します。 ワーク経由でソフトウェアの変更や更新が可能です。 NEC では、2011年夏に家庭・法人向け小型蓄電シス ユーザーに負担をかけることなく、常に快適な環境で テムを業 界に先 駆けて商品化し、2014 年11月には 第 三世代として、7.8kWh モデルを発表しました。本 稿で は、この小型蓄電システムの製品概要、基本構成及び運転 モードについて紹介します。 2. 製品概要 写真に小型蓄電システムの外観、 表に仕様を示します。 小型蓄電システムは、 “電気をためて、賢く使う”を実現し ます。例えば、深夜の割安な電気をためて、電気料金を節 約できます。更に、地域の電力需要のピーク抑制への貢 献や、停電時には非常用のバックアップ電源として活用で 写真 小型蓄電システム（7.8kWh モデル） NEC技報／Vol.68 No.2／ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集 25 一般需要家様向けソリューション “電気をためて、賢く使う”を実現する小型蓄電システム 表 7.8kWh モデル蓄電システム本体仕様 「ダブル発電」と見なされることなく、いつでも売電 価格の上限で余った電気を売ることができます。 品名 小型蓄電システム 型番 ESS-003007C1 また、多くのメーカーの太陽光発電システムと連携が 蓄電容量 7.8kWh（※1） 可能です。 出力系統 2 系統（一般負荷・重要負荷） 定格電圧 一般負荷 : 単相 3 線 100V/200V 重要負荷 : 単相 2 線 100V 定格出力 一般負荷 :3.0kW（※2） (5)大容量（7.8kWh） 蓄電容量は 7.8kWhを備えています。定格出力も通常 時 3.0kW、停電時1.5kW の機 器まで利用できます。 重要負荷 :1.5kW 家庭内では、例えば消費電力の大きい冷蔵庫（120W） 電池種類 リチウムイオン電池 設置場所 屋外 や液晶テレビ（110W）などを含めたさまざまな家電 運用温度 -10∼+40℃ 保管温度 -20∼+40℃ 防水仕様 IPX5 相当 何度も「電気をためて使う」を繰り返す小型蓄電システ 外形寸法 幅 980mm× 奥行300mm×高さ 1,150mm ムには、高い安全性と信頼性が求められます。NECは 質量 約 150kg 家庭で安全・安心に利用できるよう、何より「安全を最 ※1: 単電池（セル）の定格容量合計を示します。実際に使用で きる電力量は 6.62kWh（除く PCS 効率）、使用環境や使用法 により変化します。 ※2: 放電中には系統への逆潮流を防止するため、一定量の固定 買電を行います。 注 : 本機器は ECHONET Lite 対応 HEMS（IG0001STC/CM）と の連携が可能です。 機器を、おおよそ18 時間稼働させることができます *。 (6) 安全性 優先して」小型蓄電システムの開発を行っています。 (7)長期保証（15 年） NEC の小型蓄電システムは、安心の15 年保証を実現 しました。防水・防塵性に配慮し、更に最適な熱設計 によりファンレス構造とすることで、フィルタ交換など のメンテナンスを不要としました。 利用できます。 (2)電力会社の電力網と連系して、電力活用を自動制御 (8)リチウムイオン電池 NEC では、20 年以上も前からノートパソコンや、携帯 NEC の蓄電システムは、電力網と常時連系。夜間電 電話、デジタルカメラ、更には電動アシスト付自転車向 力を上手にためて、電力活用の自動制御を行います。 けにリチウムイオン電池の開発・販売を行ってきました。 (3)HEMS との組み合わせで効率的にエネルギーを 積み上げてきた実績は高く評価され、より高い安全性 活用 が求められる電気自動車やハイブリッドカーなどにも、 NEC の ク ラ ウ ド 型 HEMS（Home Energy NECの電池技術が採用されています。小型蓄電システ Management System）との組み合わせにより、 ムにはこうした技術が生かされています。 家庭内の電気量や電気料金などを「見える化」するこ (9) 設置性・環境性 とで、家全体の最適な電力供給を実現。より効率的 奥行30cm のスリムボディで設置場所の幅が広がりま なエネルギー活用に貢献します。 す。更に、IPX5 相当の防水性能があるため、屋外に (4)太陽光発電システムとの連携 太陽光からつくられた電気の余剰分は、 「売電」 「蓄 設置しても安心です。ファンレス構造により騒音値は 40dB 以下で、静音性にも優れています。 電」を小型蓄電システムで自動制御します。太陽光発 電システムと併用すれば、暮らしに合わせた最も効率 的な運用が実現します。 更に、太陽光でつくった電気が余っている間は、蓄電 蓄 電システムは、電 力をためる蓄 電 部と、蓄 電 池 の システムから家庭内への電気の供給が自動的に停止 電 力 を 直 交 変 換 する パ ワ ーコン ディショナ（Power します。これにより、電気の買い取り価格が下がる Conditioning System：PCS）、それらを制御し系統 *おおよその目安です。諸条件によって異なります。 26 3. 基本構成 NEC技報／Vol.68 No.2／ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集 一般需要家様向けソリューション “電気をためて、賢く使う”を実現する小型蓄電システム 図 2 蓄電システムの配電イメージ 図 1 蓄電システムの構成 コントローラによって一括制御、データを一元化しま 電力や太陽光発電設備などとの連動を可能とするシステ す。制御ソフトウェアによるきめ細やかなエネルギー ムコントローラで構成されています（図1）。以下、各構成 管理、外部接続の安定化など、ICT を利用したエネル 要素について紹介します。 ギーマネジメントシステムを提供していきます（図 2）。 (1) 耐性・安全性・長寿命・エネルギー密度が高い HEMSとの連携により、家庭内の蓄電状況を見える ラミネート型リチウムイオン電池 化し、モードの切り替えの遠隔操作や賢い節電など、 NEC はラミネート型リチウムイオン電池を採用してい 多岐にわたってサービスを展開することが可能です。 ます。電池の最小単位はセルと呼ばれ、個々のセル は車載電池のノウハウを活用して衝撃や熱に対する 耐性を高め、高安全性かつ長寿命が特長です。セル 4. 運転モード を集めたモジュールは高密度設計で熱設計において 「通常運転モード」は、夜間の割安な電気を小型蓄電シ も高安全性を確保しており、万が一の発熱にも筐体そ ステムにためて昼間に使う運転モードです。日中の使用 のものでカバーします。モジュールを適切な数量でま 電力に従って小型蓄電システムにためた電力を使用します とめたパックを、保護・制御回路であるバッテリーマ （図 3 上）。 ネジメントユニット（BMU）で管理します。BMU で また、 「ピークカット運転モード」は、電気使用量のピー はパックや個々のセルの安全性を確保するため、電 クを抑える運転モードです。使用電力が設定値を超えた 圧バランス制御や高電圧制御を行います。 場合に、蓄電した電力を使用します。蓄電分の電気を使い (2)さまざまなエネルギー源を効率よく変換する PCS PCS は、蓄電池の直流電力から交流電力への変換 切った場合や上限値を超えた分は、各電力会社の電力で 補います（図 3 下）。 や、電気製品の利用や電力系統との連系に適した電 太陽光発電システムと併用する運転モードとして、 「グ 圧や周波数に調整する機能を持ちます。更に、太陽 リーンモード」と「経済モード」を備えています（図 4）。グ 光発電などの分散型電源との連動を可能にし、さま リーンモードは、できるだけ自給自足するモードです。余 ざまなエネルギー源を効率よく変換します。 剰分を蓄電システムにためることを優先し、満充電になる (3)システムコントローラによる と売電に移行します。経済モードは、できるだけ売電する エネルギーマネジメント技術 モードです。太陽光からつくられた電力を自家消費したう NEC の蓄電システムは、個々のセルやモジュールの えで、積極的に売電するよう自動制御します。 働き、蓄電システムと系統電力の連動などをシステム 更に、その他の運転モードとして、 「マニュアル運転」と NEC技報／Vol.68 No.2／ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集 27 一般需要家様向けソリューション “電気をためて、賢く使う”を実現する小型蓄電システム 通常運転モード グリーンモード ピークカット運転モード 経済モード 図 3 通常運転モード（上）と ピークカット運転モード（下） 「停電中運転」があります。マニュアル運転は、災害など 図 4 グリーンモード（上）と経済モード（下） 執筆者プロフィール に備えて、あらかじめ充電しておきたいときに使用します。 畠山 健一 佐藤 隆 操作パネルボタンを押すと、運転モードにかかわらず充電 エネルギーシステム本部 シニアエキスパート エネルギーシステム本部 エキスパート 野口 雅行 木村 英和 第二スマートエネルギー事業部 シニアエキスパート 新事業推進室 マネージャー を開始します。停電中運転は、停電が発生した場合、停電 を検知して自動的に停電中運転に切り替わり、ためた電力 を放電します。停電が復旧すると、自動的に停電発生前の 運転モードに戻ります。 関連 URL 5. おわりに NEC は小型蓄電システムを住宅メーカーや建材商社、 蓄電システムレンタルサービスを提 供する ONE エネル ギー株式会社などのパートナー企業様を通じて提供しま す。NEC は小型蓄電システムの提供を通じて、効率的な エネルギー活用による快適で安全・安心な暮らしの実現 に貢献します。 *ECHONET Lite は、エコーネットコンソーシアムの登録商標です。 28 NEC技報／Vol.68 No.2／ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集 リチウムイオン電池搭載 小型蓄電システム http://jpn.nec.com/energy/aes/home.html NEC 技報のご案内 NEC 技報の論文をご覧いただきありがとうございます。 ご興味がありましたら、関連する他の論文もご一読ください。 NEC技報WEBサイトはこちら NEC技報 （日本語） NEC Technical Journal （英語） Vol.68 No.2 ICTが拓くスマートエネルギーソリューション特集 ∼ICTとエネルギーの融合を目指して∼ ICT が拓くスマートエネルギーソリューション特集によせて NEC の目指すスマートエネルギービジョン ◇ 特集論文 一般需要家様向けソリューション データ活用で進化する NEC のクラウド型 HEMS ソリューション 自律適応制御を用いた HEMS データ活用ソリューション クラウド型 EV・PHV 充電インフラサービス “電気をためて、賢く使う”を実現する小型蓄電システム 軽量で長寿命を誇る通信機器用リチウムイオン二次電池パックの開発 企業様向けソリューション 大林組技術研究所に導入したスマート化システムと NEC 玉川事業場 9 号館への展開 データセンターの空調電力を削減する冷却技術 玉川スマートエネルギー実証 携帯電話基地局のエネルギー使用を最適化する EMS ソリューション エネルギー事業者様向けソリューション 電力サプライヤーソリューションの中核を担う電力需給管理システムの開発 インバリアント解析技術（SIAT）を用いた発電所向け故障予兆監視ソリューション Situational Intelligence によるリソース最適化 分散蓄電池による電力需給調整ソリューション クリーン・高信頼性・再生可能な将来を目指した電力グリッド向けエネルギー貯蔵装置の活用 電力の安定供給を支える系統安定化ソリューション ∼イタリア ENEL 様向け系統用蓄電システム∼ スマートメーター通信システム（AMI）における実績 技術開発・標準化 国連 CEFACT 標準のメソドロジー OpenADR（自動デマンドレスポンス）と NEC の取り組み 標準手順を用いた蓄電池遠隔制御の実証 1 つのセンサーで複数機器の消費電力や利用状況を見える化する電力指紋分析技術 デジタルグリッドが実現するインバランス削減ソリューション レジリエントなマイクログリッド管理ソリューション 高エネルギー密度リチウムイオン電池の安全性技術 NEC エナジーデバイスの LIB 電極の特長と生産実績 Vol.68 No.2 （2016年2月） 特集TOP
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